一种AC-AC功率转换器，其具有配置为接收AC信号的整流器。H桥被耦合至所述整流器和所述DC滤波器。处理器被耦合至所述整流器和所述H桥，其中所述处理器配置为产生脉冲，以调制到所述H桥的整流的输入或恒定的DC输入。波形滤波器被耦合至所述H桥，并且配置为将所述H桥的输出调制为期望频率的AC电压，其中所述波形滤波器的输出被耦合至所述处理器。
【技术实现步骤摘要】
本公开的实施例主要涉及功率转换器，并且更具体地涉及不需要直流(DC)链接或存储装置的交流(AC)至交流功率转换器。
技术介绍
风力涡轮机和飞轮为可再生型能量装置，其输出可变频率、可变电压、AC电功率。因此，可使用功率转换器，以将可变频率、可变电压、AC电功率转换为固定频率、固定电压、AC功率。风力涡轮机功率系统耗费大量时间，在轻负荷或部分其额定功率容量下操作。这些变频器通常利用DC电压或电流链接，从而用于在输入和输出转换器之间分配功率，并且 作为临时存储能量的装置。因而，传统的功率转换器将产生的AC功率转换为DC功率，然后转换为所需的AC功率。不幸地，该方法致使低产率转换。设计标准的、现有技术水平的功率转换器，以在所有或基本所有时间里，以全功率最高效地操作。因此，当风力涡轮驱动发电机在低风力、轻负荷条件下操作时，标准功率转换器效率低。因此，将期望提供解决上述问题的系统和方法。
技术实现思路
AC-AC功率转换器可以具有整流器，其被配置为接收AC信号。H桥可被耦合至整流器。处理器可被耦合至整流器以及被耦合至H桥，其中处理器可被配置为产生脉冲，以调制到H桥的整流的DC输入。波形滤波器可被耦合至H桥，并且被配置为将H桥的输出调制为期望频率的AC电压，其中波形滤波器的输出可被耦合至处理器。在本专利技术的另一方面中，DC滤波器可被耦合至整流器和H桥。在本专利技术的另一方面中，高频变压器可被耦合至H桥和波形滤波器。在本专利技术的另一方面中，H桥驱动器可被耦合至H桥和处理器。在本专利技术的另一方面中，第一降压变压器可被耦合至整流器和处理器。在本专利技术的另一方面中，第二降压变压器可被耦合至波形滤波器和处理器。在本专利技术的另一方面中，基准波信号可被耦合至处理器。AC-AC功率转换器可具有整流器，该整流器被配置为接收AC信号。H桥可被耦合至整流器。DC滤波器可被耦合至整流器和H桥。处理器可被耦合至整流器和H桥，其中处理器被配置为产生脉冲，从而调制到H桥的整流的DC输入。H桥驱动器可被耦合至H桥和处理器。正弦波形滤波器可被耦合至H桥，并且被配置为将H桥的输出调制为期望频率的AC电压，其中波形滤波器的输出可被耦合至处理器。—种用于转换AC功率的方法,其可包括接收输入AC信号；将输入AC信号转换为全波整流信号；产生脉冲，从而调制所述全波整流信号；将调制的全波整流信号传送至H桥；将H桥的输出信号滤波为期望频率的AC电压信号。在本专利技术的另一方面中，本方法可进一步包括将H桥的输出信号的频率降至所述期望频率。在本专利技术的另一方面中，本方法可进一步包括降低全波整流信号的电压，从而形成用于处理器单元的载波基准信号。在本专利技术的另一方面中，本方法可进一步包括在期望频率的AC电压信号和处理器单元之间形成控制回路。在本专利技术的另一方面中，接收输入AC信号的步骤可进一步包括接收来自功率生成装置的AC信号。在本专利技术的另一方面中，接收输入AC信号的步骤可进一步包括接收来自功率生成装置的AC信号，该AC信号为可变频率。能够在本公开的各个实施例中独立实现多个特征、功能和优点，或者可在其他实施例中结合所述特征、功能和优点。附图说明通过具体实施方式和附图，将更全面地理解本公开的实施例；其中图I是高产率AC-AC功率转换系统的简化的框图；图2是示出了图I的系统的功率转换输出的图示； 图3是示出了图I中使用的处理器的操作的流程图；图4是图3中使用的脉冲密度调制器(PDM)控制信号发生器的简化的框图；图5A示出了瞬态PWM方案，以实现直接AC-AC高效功率转换；以及图5B示出了稳态调制方案PWM方案，以实现直接AC-AC高效功率转换。具体实施例方式参考图1，示出了 AC-AC功率转换系统10 (下文为系统10)。系统10可提供无DC链接或存储装置的直接AC-AC功率转换，其产生高效率转换。系统10可将可变频率、可变电压、AC电功率转换为固定频率、固定电压、AC功率。系统10可通过信号线11接收AC输入(AC-In)。AC输入AC-In可为可变频率、可变电压、AC信号。AC输入AC-In可为由风力涡轮机、飞轮等产生的信号。仅以示例给出以上内容，并且不应将其视为限制方式。在稳态操作期间，可将AC输入AC-In传送至输入功率整流器12 (下文为整流器12)。可使用整流器12，以将AC输入AC-In转换为全波整流信号，至其输出端的一个稳定极。可完成该步骤以提取AC输入AC-In的频率内容，以便由处理器16处理。在图I所示的实施例中，处理器16为数字信号处理器(DSP)。然而，不应将其视为限制方式。来自整流器12的整流信号可具有峰值电压，其不与处理器16兼容。因此，可使用降压变压器18A，以将整流信号的电压水平降低至与处理器16兼容的电压水平。可使用处理器16以产生脉冲，从而调制来自整流器12的整流的信号或来自DC滤波器22的恒定DC电压DC，至H桥组件20。可使用装置驱动器14，以允许处理器16与H桥组件20相互作用。装置14可为驱动器电路或类似物。如图I所示，还可将整流的DC信号DC传送至DC滤波器22。整流的DC信号DC可以不是稳定信号。因而，可使用DC滤波器22，以平滑至H桥组件20的整流的DC信号DC。H桥组件20可以使电压能在任一方向上被施加在输出AC-Out两端。可将H桥组件20的输出信号传送至变压器24。可使用变压器24，以将H桥组件20的输出的峰值电压降压或升压至期望水平。变压器24的输出可通过滤波器26，例如，所述滤波器26可以是60 Hz的正弦波形滤波器。滤波器26可用于在输出AC_0ut(参见图2)处产生纯AC信号。图2示出了来自系统10的输出信号AC-Out，其用于信号线11上的特定输入信号AC-In。滤波器26可用于将调制的电压平均至期望频率的AC电压信号中。在图I的实施例中，滤波器26为例如60 Hz的正弦波形滤波器。滤波器26为低通滤波器，其将调制的电压平均为例如输出AC-Out处的60Hz的AC电压信号。也可使用滤波器26，以去除输出端的瞬变和噪声。滤波器26确保系统10在变负荷下稳定。可能需要反馈回路以控制输出AC-Out处的AC电压信号。因而，可将输出AC-Out处的AC电压信号传送回处理器16。因为输出AC-Out处的AC电压信号可具有不与处理器16兼容的峰值电压，所以可使用降压变压器28以将电压水平降低至与处理器16兼容的电压水平。基准正弦波发生器30可向处理器16发送输出。处理器16可比较输出AC-Out处的AC电压信号的频率和基准正弦波发生器30的输出。然后，处理器16可调节所述脉冲信号，该脉冲信号用于调制整流的DC输入至H桥组件20，并且因而调节输出AC-Out处的AC电压信号的频率。处理器16可用于稳定输出AC-Out处的AC电压信号，以用于可以是变化频率的AC-In信号。处理器16可针对瞬变输入(TS)以及稳态和低频输入(SS)(即小于I KHz)而不同地操作。TS AC转换可用于将瞬变或最先的一些循环的AC-In信号转换为期望频率的AC电压信号(例如，图I所示实施例中的60 Hz)。可将AC-In信号传送至降压信号变压器18B，从而将信号连接至处理器16。处理器16可采样该信号，并且确定其周期性循环。如果频率为I KHz或更高，则处理本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种AC？AC功率转换器，包括：整流器（12），其配置为接收AC信号源（11）；H桥（20），其被耦合至所述整流器；处理器（16），其被耦合至所述整流器（12）并且被耦合至所述H桥，其中所述处理器（16）被配置为产生脉冲，从而调制到所述H桥的整流的DC输入；以及波形滤波器（26），其被耦合至所述H桥（20），并被配置为将所述H桥的输出调制为期望频率的AC电压，其中所述波形滤波器的输出被耦合至所述处理器（16）。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·卡拉莱罗，J·M·奎姆堡，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：
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